Modelación de los recursos hídricos y sus principales usos en la Cuenca de aporte a Rincón del Bonete : evaluación económica comparativa.

Abstract

La cuenca alta del río Negro ocupa aproximadamente una superficie de 40.000 km2, existiendo en su cierre la represa hidroeléctrica Gabriel Terra, aguas abajo de la cual se localizan consecutivamente las represas hidroeléctricas de Baygorria y Constitución. Este sistema conformado por las 3 represas hidroeléctricas del río Negro constituye, a la fecha, el 24% de la potencia total instalada del país y el 35% de la energía eléctrica total generada en el mismo. Asimismo, existe dentro de la cuenca una demanda creciente de agua para el riego del cultivo de arroz, materializada en un gran número de embalses individuales, con un volumen total comprometido en la actualidad de aproximadamente 1000 Hm3. Dicho volumen se encuentra actualmente limitado (en 1000 Hm3) por el Decreto 160/980 y posteriores modificativos, condicionando con ello el potencial de expansión del sector arrocero en la región. Por otro lado, la cuenca cuenta con un importante porcentaje de suelos de prioridad forestal (40%) en los cuales, a partir de la promulgación de la Ley Forestal Nº 15.939 del año 1987, el área forestada ha aumentando exponencialmente año a año, alcanzando en la actualidad una superficie de aproximadamente 400.000 ha. Este cambio en el uso del suelo, de pasturas naturales a bosques forestales, genera una reducción en el escurrimiento, debido a que los árboles interceptan más precipitación y transpiran más agua que las pasturas naturales (Bosch, J.M. y Hewlett, J.D., 1982; Calder, 1992, 2005). El aumento de la demanda de agua como consecuencia de nuevos escenarios de producción agrícola y forestal dentro de la cuenca y el aumento de la demanda de energía eléctrica que se viene registrando en los últimos años, ponen de manifiesto la necesidad de realizar estudios técnicos que permitan generar las herramientas necesarias para gestionar adecuadamente los recursos hídricos en la cuenca del río Negro. En vistas a dicha necesidad, se planteó como objetivo del presente estudio, la conjunción y acople de herramientas de modelación hidrológica y simulación del sistema eléctrico que permitan realizar, entre otras cosas, un análisis económico comparativo de los principales usos del agua en la cuenca (agrícolas y energéticos). En particular se planteó estimar el impacto económico sobre el sector energético dado por: • El déficit de caudal de aporte a la represa Gabriel Terra como consecuencia de la presencia de embalses para el riego del cultivo de arroz dentro de la cuenca, considerando distintos escenarios de expansión del cultivo. • El déficit de caudal de aporte a la represa Gabriel Terra como consecuencia de la presencia de cobertura forestal dentro de la cuenca, para diferentes escenarios de expansión de la forestación. La modelación hidrológica tuvo como objetivo simular el déficit de caudal de aporte a la represa Gabriel Terra dado por los diferentes escenarios de demanda de agua considerados dentro de la cuenca. Para ello fue implementado un modelo hidrológico conceptual de paso mensual (modelo de Temez), al que se le incorporaron las demandas de agua de los diferentes escenarios en forma independiente: • La demanda de agua correspondiente al riego de arroz fue representada incorporando el efecto de cada uno de los embalses de riego existentes en la cuenca de aporte a la represa Gabriel Terra con sus características geográficas y geométricas. • La demanda de agua correspondiente a la forestación fue modelada a través de tres metodologías diferentes, utilizando resultados obtenidos a nivel nacional (Silveira, L. y Alonso J., 2009) así como metodologías desarrolladas a nivel internacional (Zhang, L. et. al., 1999), con el objetivo adicional de comparar los resultados obtenidos por las mismas. A partir de las series de déficit de caudal de aporte a la represa Gabriel Terra obtenidas se construyeron parametrizaciones de dicho déficit en función del caudal observado en la represa Gabriel Terra. Dichas parametrizaciones permitieron obtener el caudal de aporte a la represa Gabriel Terra correspondiente a los diferentes escenarios de demanda de agua considerados dentro de la cuenca, a partir de la serie de caudales observados en el período 1909 – 1980, considerada como natural. Las series de caudal de aporte así obtenidas fueron utilizadas para realizar la optimización y la simulación del sistema de energía eléctrica del país, con el objetivo de estimar el incremento en el costo directo de suministrar la demanda de energía eléctrica, como consecuencia del déficit de caudal de aporte a la represa Gabriel Terra dado por los diferentes escenarios de demanda de agua considerados dentro de la cuenca. El modelo utilizado para optimizar y simular el sistema eléctrico fue el SimSEE, desarrollado por el Instituto de Ingeniería Eléctrica de la Facultad de Ingeniería (Universidad de la República). El escenario energético (parque de generación y demanda eléctrica) considerado correspondió al proyectado para el año 2015. Los resultados obtenidos para los escenarios de demanda de agua correspondientes al riego de arroz y a la forestación al año 2015, arrojaron en términos medios, un incremento del costo directo anual del sistema eléctrico de 10.7 y de 11.6 millones de dólares, respectivamente. En lo que respecta al incremento de costo directo anual medio para los diferentes escenarios de expansión considerados, el mismo presentó un comportamiento prácticamente lineal respecto a la reducción del caudal de aporte a la represa Gabriel Terra. Para los escenarios de riego de arroz, el aumento relativo de los costos directos resultó de casi un 50% de la reducción relativa del caudal de aporte, mientras que para los escenarios de forestación, la señal de los costos directos resultó de un 30% aproximadamente de la señal en el caudal de aporte. Las distribuciones de probabilidad de dichos incrementos de costos demostraron que al aumentar la cantidad de embalses de riego de arroz o la superficie de cobertura forestal, aumenta la dispersión de dicho incremento así como la frecuencia de valores más elevados. Sin embargo, al normalizar el incremento del costo directo anual por la superficie de arroz sembrada o por la superficie forestada para los diferentes escenarios, se obtuvo para ambos casos, que la distribución de probabilidades del incremento de costo directo por hectárea sembrada es muy similar al aumentar el escenario de expansión, sobre todo en lo que respecta a los valores de mayor frecuencia. Dichos valores resultaron de 150 USD/ha para el riego del cultivo de arroz y de 18 USD/ha para la forestación. El hecho de que el valor unitario del agua no varíe sustancialmente al aumentar el escenario de expansión, tanto para el arroz como para la forestación, es favorable desde el punto de vista de eventuales medidas de gestión de los recursos hídricos en la cuenca. Por último, si se tiene en cuenta el porcentaje de área de cuenca aprovechada por los diferentes escenarios de demanda de agua considerados, siendo ésta la sumatoria de las subcuencas de aporte a todos los embalses de riego para los escenarios de riego de arroz y la superficie forestada para los escenarios de forestación, se obtiene que a igual porcentaje de cuenca aprovechada, los embalses de riego de arroz generan un mayor impacto económico respecto a la forestación.